QitmeerNetwork技术选型的思考

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1314 天前

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比特币是以电子现金的支付工具出现为初衷，其要打造的是一个真正的去中心化的支付网络, 并通过算力投票的方式来保证公平。经过十年时间的检验，它已经是可信度较高的经典共识区块链，它能自由地加入或退出网络，拥有公平地激励机制，具备强容错性、高伸缩性等特性。

事实上, 比特币运行10年后, 60%的算力集中在前五大矿池, 手续费已经高昂到接近几美元每笔, 以至于很多人认为比特币是价值存储网络, 这明显违背了中本聪的初衷。

目前，全球公链市场上主流的扩容方案大致可以分为五类：网络层分片技术，增加数据层区块大小及隔离见证技术，从数据层改进链式结构的DAG技术，改变共识层共识机制手段，跨链、侧链、状态通道等链外解决方式。这五种扩容方式，方向不同，各有侧重。其中DAG技术速度快，吞吐量高的优势深入人心，被越来越多的区块链项目所接受，成为区块链领域的技术热点。但是DAG技术也面临其他问题需要解决，主要是交易一致性和矿工奖励问题，所以相继出现了很多新的协议来解决这些问题，更加符合区块链精神，统称Block DAG技术。

经过改进和优化的DAG技术，在不改变POW共识机制基础上，确保安全性、去中心化的前提下，大大提高了公链的可扩展性，应该算是中本聪心目中最理想的扩容方案，QITMEER就是采用Block DAG技术的典型代表。

QITMEER的BLOCK DAG技术解决可扩展问题之长

DAG（Directed Acyclic Graph，有向无环图）是一种数据结构，以保留区块链的优点改进区块链缺点的目标进行设计。不同于传统区块链的链式数据结构，DAG不是把所有数据打包成区块，区块再同区块相链接,而是每个新加入的数据单元，不仅仅只加入到长链里的一个区块，而是加入到之前的所有区块, 每个新数据单元，验证并确认其父单元，以及父单元的父单元，慢慢可达创世单元，并将其父单元的哈希包含到自己的单元里面。最终，所有的数据单元相互链接,形成图状结构。因此数据单元的写入操作可以实现异步通讯,能够并发写入,解决了区块链高并发问题，并行打包的数据单元容量可以大幅提升,是区块链从容量到速度的一次革新。

DAG技术解决的是出块时间和传播时间的矛盾, 因为出块时间过快, 必然会增加分叉,长时间的分叉会导致网络的不一致, 所以DAG归根结底也是解决分叉的问题。目前DAG技术的知名项目有IOTA, ByteBall以及NANO，这些项目都是采用偏中心化的共识方案解决分叉问题, 造成许多用户误会DAG的共识方案只能用中心化的方案解决。

DAG技术目前看来最大的问题跟多区块技术和混合共识技术一样, 由于每个节点需要处理所有交易, 无法解决理论上的无限扩容, 所以采用DAG技术的设定是要能接受无法无限扩容以及区块中交易重复的问题。需要指出的是, 这里并没有提到Proof-of-Stake, 因为区块链扩容的瓶颈并不在于挖矿, PoW 同样可以做到很高的吞吐量。PoS更多地是为了解决PoW能耗的问题。

狭义的Block DAG 指图式的账本存储技术, 就跟狭义的区块链指的是链式账本技术。但是更广泛的理解指的是整套图式账本的协议或框架, 对标区块链是基于链式的账本的协议或框架。

QITMEER基于POW的Block DAG协议

QITMEER技术是基于Block DAG 而非DAG, 其实是在强调Block DAG节点是通过完全去中心化地加入网络以及得到奖励的, 目前只有PoW可以做到这点, 所以可以看到Block DAG的协议基本上都基于PoW。

Block DAG除了是最直观的和经典区块链模型兼容性最强的扩容方案之外, QITMEER的Block DAG满足经典的区块链设定，具备自由、公平、强容错性、高伸缩性等特性。首先，Block DAG的网络是不存在任何特殊节点的, 不对节点在线与否做要求；其次，Block DAG是合作机制, 而区块链是竞争机制，合作机制可以避免自私挖矿解决公平性的问题。

另外，Block DAG作为一个技术类别, 从GHOST协议到后面的SPECTRE以及最新的PHANTOM 和 CONFLUX都是基于最重链规则, 能达到跟比特币相当的50%容错性。最后，DAG技术在区块链的运用就是为了解决高伸缩性，DAG没法做到无限扩容, 因为网络的节点会存储所有的交易，也会受到网络带宽等限制。但是对于主流的Block DAG协议来说, 安全性已经和出块率无关了, 所以理论上只要网络以及节点物理性能能承受, 可以无限地提高出块率。

QITMEER网络吸收了DAG技术优势，同时混用了其他最前沿的Block DAG协议，用来克服DAG存在的不足，为未来的商业版图奠定了坚实的基础。